Nuwe supersonselle (perovskiet) sal na verwagting Japan se energie-oorgang versnel – Japan se sonkragstrategie met Sekisui Chemical – Beeld: Xpert.Digital
Energietegnologie van die toekoms: Japan se deurbraak met perovskietselle
Gevorderde sonenergie: Japan se pad na die energie-oorgang
Japan maak beduidende vordering in sonenergietegnologie met die ontwikkeling van perovskiet-sonselle (PSC's), wat die potensiaal het om die land se energielandskap fundamenteel te transformeer. Daar word verwag dat hierdie innoverende tegnologie nie net Japan se ambisieuse klimaatdoelwitte sal ondersteun nie, maar ook sy afhanklikheid van fossielbrandstowwe en kernkrag sal verminder. Met hul buigsame, liggewig en hoogs doeltreffende eienskappe kan hierdie super-sonselle teen 2040 'n elektrisiteitsopwekkingskapasiteit gelykstaande aan 20 kernreaktore bereik, en sodoende 'n deurslaggewende bydrae tot Japan se energie-oorgang lewer.
Die revolusionêre perovskiettegnologie
Perovskiet-sonselle verskil fundamenteel van konvensionele sonselle en belowe 'n rewolusie in hoe sonenergie benut word. Anders as tradisionele silikon-gebaseerde sonpanele, word PSC's gekenmerk deur hul hoë aanpasbaarheid, lae gewig en buigsaamheid in vervaardiging. Hierdie eienskappe maak hulle veral waardevol vir digbevolkte Japan, waar konvensionele sonpanele dikwels onprakties is as gevolg van beperkte beskikbare ruimte.
Die veelsydigheid van perovskiet-sonselle bied heeltemal nuwe toepassingsmoontlikhede. Danksy hul semi-deursigtige en liggewig ontwerp kan hulle op geboumure en -vensters, op motordakke en op straatligte geïnstalleer word, wat hierdie oppervlaktes toelaat om vir energieopwekking gebruik te word. Hierdie buigsaamheid is veral belangrik in stede met beperkte ruimte, waar die maksimalisering van energieproduksie sonder die benodigdheid van addisionele grond van kardinale belang is.
Wat doeltreffendheid betref, het perovskiet-sonselle indrukwekkende vordering gemaak. Met 'n doeltreffendheid van 26,1 persent is hulle nou gelykstaande aan tradisionele silikon-enkelkristalpanele, en hierdie syfer bly styg, terwyl silikontegnologie blykbaar sy perke bereik het. Die moontlikheid om PSC's in kombinasie met silikonpanele te gebruik, is veral belowend, aangesien dit tans doeltreffendheid van meer as 35 persent moontlik maak. Verder maak die buigsaamheid van PSC's die ontwikkeling van hibriede stelsels moontlik wat wind- en sonkrag kombineer, wat die doeltreffendheid van hernubare energieë verder kan verbeter.
Geskik vir:
Japan se strategiese voordeel deur jodiumproduksie
'n Sleutelfaktor wat Japan se posisie in die ontwikkeling van perovskiet-sonselle versterk, is sy rol as die wêreld se tweede grootste jodiumprodusent. Jodium is 'n noodsaaklike komponent in die produksie van perovskiet-sonselle. Hierdie hulpbronvoordeel stel Japan in staat om 'n onafhanklike voorsieningsketting te vestig en bied belowende ontwikkelingsgeleenthede vir sy plaaslike industrie. Deur hierdie natuurlike hulpbron te benut, kan Japan 'n grootliks selfonderhoudende produksieketting skep om die enorme hoeveelhede perovskiet-sonselle te vervaardig wat benodig word.
Japan se ambisieuse sonkragplan
Die Japannese regering het 'n ambisieuse plan vir die gebruik van perovskiettegnologie onthul. Die land beoog om teen fiskale jaar 2040 20 gigawatt sonkragkapasiteit te installeer, gelykstaande aan die uitset van ongeveer 20 kernreaktore. Met hierdie kapasiteit kan Japan nie net sy aktiewe kernreaktore uit diens stel nie, maar ook die bou van nuwe kernkragsentrales vermy om in toekomstige energiebehoeftes te voorsien namate fossielbrandstofgebaseerde kragsentrales uitgefaseer word.
Hierdie inisiatief is deel van 'n breër energieplan. Op 13 Maart 2025 het die Japannese regering 'n konsep van 'n fundamentele energiebeleid gefinaliseer wat daarop gemik is om die aandeel van hernubare energie in die elektrisiteitsmengsel tot 50 persent teen 2040 te verhoog om aan die stygende elektrisiteitsvraag te voldoen. Japan het sy energieplan reeds in Oktober 2021 opgedateer, met hernubare energie wat as die hoofbegunstigde na vore kom. Die sesde "Strategiese Energieplan" stel vir die eerste keer die doelwit uiteen om sonkrag, wind- en waterkrag, sowel as biomassa, as die hoofbronne van energieopwekking in Japan vanaf 2030 te vestig, met 'n beplande aandeel van 36 tot 38 persent van die energiemengsel.
Die dryfkrag van Sekisui Chemical
'n Sleutelspeler in die implementering van Japan se sonkragstrategie is Sekisui Chemical. Met die ondersteuning van die Ontwikkelingsbank van Japan (DBJ) het Sekisui vroeg in 2025 'n nuwe maatskappy gestig om perovskiet-sonselle onder Sekisui Chemical se lisensie te ontwikkel, vervaardig en verkoop. Die totale koste van die projek word geraam op meer as 310 miljard jen (1,97 miljard dollar), met die helfte van die befondsing wat deur staatstoelaes verskaf word.
Sekisui beplan 'n gefaseerde beleggingstrategie, beginnende met 90 miljard jen vir die konstruksie van 'n 100-megawatt-produksielyn teen 2027, gevolg deur 'n gigawatt-klas produksielyn teen 2030. Vir hierdie projek sal die maatskappy toerusting by die Sharp-aanleg in Sakai, westelike Japan, aankoop en gebruik. Die doelwit is om 'n produksiekapasiteit van 1 gigawatt per jaar vir nuwe selle, hoofsaaklik perovskiet-sonselle, teen fiskale jaar 2030 te bereik.
Die maatskappy het reeds duidelike toepassingsgebiede vir sy tegnologie gedefinieer: “Ons wil die stelsel se liggewig en buigsame eienskappe benut om die gebruik daarvan te bevorder, veral in die openbare sektor, byvoorbeeld in sportsale wat as ontruimingsentrums dien in geval van rampe,” het die maatskappy gesê. Op die lang termyn beplan Sekisui om sy besigheid uit te brei deur koste te verminder deur massaproduksie, terwyl die vraag terselfdertyd verhoog word, met die fokus op dakke en buitemure van fabrieke en pakhuise in die privaatsektor.
Beleggings en produksieplanne
Sekisui Chemical beplan om teen 2030 'n vervaardigingskapasiteit van 1 gigawatt per jaar vir perovskiet-sonselle te vestig. Die maatskappy sal altesaam ongeveer US$2 miljard in hierdie projek belê, met die Japannese regering wat die helfte van die koste dek.
Die eerste stap is die konstruksie van 'n produksielyn met 'n kapasiteit van 100 megawatt per jaar van 2025 tot 2027. Hiervoor belê Sekisui Chemical 90 miljard jen (ongeveer 570 miljoen Amerikaanse dollar) en gebruik dele van 'n voormalige Sharp-aanleg in Osaka.
Regeringssteun en vennootskappe
Die Japannese regering ondersteun die projek aktief:
- Die Ministerie van Ekonomiese Sake het Sekisui Chemical 'n toelaag toegestaan onder die program om voorsieningskettings vir die groen transformasie uit te brei.
- Die staatsbeheerde Ontwikkelingsbank van Japan (DBJ) hou 'n 14%-belang in die nuutgestigte maatskappy Sekisui Solar Film, wat die vervaardigingsaanleg sal vestig.
Tegnologie en toepassings
Sekisui Chemical spesialiseer in rol-tot-rol vervaardiging van dun, buigsame perovskiet sonselle. Die huidige sel eienskappe is:
- Doeltreffendheid: 15%
- Raklewe: 10 jaar
- Rolwydte: 30 sentimeter
Toekomstige doelwitte sluit in 'n doeltreffendheid van 20% en 'n lewensduur van 20 jaar. Die liggewig en buigsame sonselle sal aanvanklik op die dakke van openbare geboue, soos gimnasiums, geïnstalleer word. Later word toepassings op die dakke en mure van fabrieke en pakhuise beplan.
Langtermyndoelwitte
Die Japannese regering mik daarna dat nuwe tipes sonselle teen 2040 ongeveer 20 gigawatt se kragopwekking sal bydra. Sekisui Chemical beplan om 'n sleutelrol te speel in die bereiking van hierdie regeringsdoelwit om gigawatt-skaalproduksie teen 2030 te vestig.
Deurbraak in perovskiet-sonselle: Goedkoper en langer houbaar as ooit tevore
Ten spyte van hul enorme potensiaal, staar perovskiet-sonselle steeds verskeie struikelblokke in die gesig. Hul aansienlik beperkte lewensduur in vergelyking met silikon en hul hoë aanvanklike koste is twee van die grootste uitdagings vir PSC's. Die tegnologie verbeter egter voortdurend, en navorsers werk aan oplossings soos verbeterde passiveringstegnologie en meer stabiele materiaalkombinasies.
'n Merkwaardige deurbraak is in 2024 behaal toe 'n Chinese vervaardiger die eerste kommersiële perovskietselle aangebied het wat ontwerp is om vir 12 jaar te werk sonder enige verlies aan werkverrigting, met die vervaardiger wat 'n tienjaarwaarborg bied. Oor 'n tydperk van 25 jaar word verwag dat die werkverrigtingsvermindering lineêr eerder as skielik sal wees, wat die voorspelbaarheid verbeter.
'n Positiewe tendens is ook aan die ontstaan wat koste betref. Voorspellings voorspel dat koste in Japan teen 2040 van die huidige 20 jen (ongeveer 12 eurosent) tot 10 jen (ongeveer ses eurosent) per watt sal daal. Hierdie kostevermindering sal die mededingendheid van die tegnologie verder verhoog en die wydverspreide aanvaarding daarvan bevorder.
In Duitsland het fisikus Felix Lang 'n merkwaardige eienskap van perovskiet-halfgeleiers ontdek: hul selfgenesende vermoëns. Hierdie ontdekking kan die lewensduur van perovskiet-sonselle aansienlik verleng en bydra tot die verbetering van sonselle en X-straaltoerusting, met toepassings beide op Aarde en in die ruimte.
Japan se Sonrenaissance
Japan was eens die wêreldleier in sonpaneelproduksie, maar sy markaandeel het tot onder een persent gedaal as gevolg van mededinging van Chinese vervaardigers. Met PSC-tegnologie beoog Japan om 'n sterker posisie in die globale mark te herwin. Dit herinner aan die tydperk na die oliekrisis van 1973, toe Japan se openbare en private sektore saamgewerk het aan navorsing en ontwikkeling oor hernubare energie, en sy globale markaandeel vir sonpanele tydelik 50% oorskry het voordat dit deur Chinese maatskappye met laer pryse verbygesteek is.
Sedert die kernramp in Japan in Maart 2011 het die land se sonkragsektor vinnig ontwikkel. Vandag dra sonkragopwekking byna 10 persent by tot die totale energieproduksie, vergeleke met slegs 1,9 persent in 2014. Die huidige energieplan beoog om hierdie aandeel teen 2030 tot tussen 36 en 38 persent te verhoog, met kragvoorsieningskettingtegnologie (PSC) wat 'n sleutelrol speel om hierdie syfers teen 2040 te oorskry.
Geskik vir:
Diversifikasie van hernubare energie in Japan
Terwyl perovskiet-sonselle 'n fokus van Japan se energiestrategie is, belê die land ook in ander hernubare energiebronne om sy energiemengsel te diversifiseer en energiesekerheid te verhoog. Japan beoog om 'n waterstofsamelewing te word en volg sedert 2017 'n waterstofstrategie, wat ook sy dekarboniseringsdoelwit teen 2050 ondersteun. Die Japannese regering beplan om oor 'n tydperk van 15 jaar ongeveer 15 triljoen jen (ongeveer VS$107 miljard) in die waterstofwaardeketting te belê.
Verder het die Minister van Omgewing, Shinjiro Koizumi, aangekondig dat die ministerie die leiding sal neem in die versnelling van die ontwikkeling van geotermiese energie. Die Minister van Administratiewe Hervorming, Taro Kono, het die doelwit aangekondig om Japan se geotermiese kragsentrales teen 2030 te verdubbel. Gunstige invoertariewe en die bevordering van hernubare energie sal na verwagting lei tot 'n toenemende aantal geotermiese projekte.
Daarbenewens doen Japan ook navorsing oor fusie-energie as 'n langtermyn-energiebron. Die land werk saam met die EU en die VSA om die ontwikkeling van fusie-energie te versnel, met private belegging en samewerking wat 'n belangrike rol speel. Aan die einde van Maart 2024 het 21 maatskappye die Japan Fusion Energy Council (kortweg J-Fusion) gestig met die doel om die tegnologie en standaarde gesamentlik te bevorder.
Implikasies vir die globale energie-oorgang
Japan se massiewe belegging in perovskiet-sonselle kan verreikende implikasies vir die globale energielandskap hê. Indien die tegnologie suksesvol op 'n industriële skaal ontplooi word, kan dit as 'n model dien vir ander lande, veral digbevolkte lande met beperkte ruimte vir tradisionele sonkragplase.
Die Japannese regering is vol vertroue dat sy beleggings in perovskiet-sonselle suksesvol sal wees. Nadat Japan sy eie binnelandse mark voorsien het, beplan dit om hierdie innoverende tegnologie na ander lande uit te voer, wat kan bydra tot die wêreldwye energie-oorgang en Japan se posisie as 'n tegnologieleier kan versterk.
Die ontwikkeling van perovskiet-sonselle is ook deel van 'n breër Japannese strategie om sy tegnologiese leierskap in verskeie sektore te herwin. Benewens hernubare energie, belê Japan ook swaar in ander toekomstige tegnologieë soos sagteware-gedefinieerde voertuie (SDV's), met die doel om teen 2030 'n 30 persent-aandeel van die wêreldmark te bereik.
'n Sonkrag-vooruitgang vir Japan se energietoekoms
Japan se belegging in perovskiet-sonselle is 'n deurslaggewende stap in die transformasie van sy energielandskap. Die ambisieuse planne om teen 2040 'n kapasiteit gelykstaande aan 20 kernreaktore te installeer, demonstreer die land se vertroue in hierdie innoverende tegnologie en die bydrae daarvan tot die energie-oorgang.
Perovskiettegnologie bied unieke voordele as gevolg van sy buigsaamheid, ligtheid en doeltreffendheid, veral vir 'n digbevolkte land soos Japan. Alhoewel uitdagings rakende duursaamheid en koste steeds voortduur, toon voortdurende vordering in navorsing en ontwikkeling dat hierdie struikelblokke oorkombaar is. Die gefaseerde implementeringsstrategie, wat gemik is op gigawatt-produksie teen 2030, lê die grondslag vir ambisieuse langtermyndoelwitte.
Die wydverspreide aanvaarding van perovskiet-sonselle kan Japan nie net help om sy klimaatdoelwitte te bereik en sy afhanklikheid van fossielbrandstowwe en kernkrag te verminder nie, maar ook sy posisie as 'n toonaangewende verskaffer van sonkragtegnologie herstel. Die strategiese gebruik van binnelandse jodiumproduksie en aansienlike regeringsbelegging beklemtoon Japan se vasberadenheid om in hierdie toekomsgerigte tegnologie te slaag.
Met hierdie omvattende benadering, wat beide tegnologiese innovasie en ekonomiese strategie insluit, posisioneer Japan homself as 'n pionier in die globale energie-oorgang en demonstreer 'n belowende pad na volhoubare energieproduksie vir die toekoms. Die sukses van hierdie plan kan van groot betekenis wees, nie net vir Japan nie, maar ook vir die globale poging om 'n volhoubare energietoekoms te bereik.
Geskik vir:
Jou globale bemarkings- en besigheidsontwikkelingsvennoot
☑️ Ons besigheidstaal is Engels of Duits
☑️ NUUT: Korrespondensie in jou landstaal!
Konrad Wolfenstein
Ek sal graag jou en my span as 'n persoonlike adviseur dien.
Jy kan my kontak deur die kontakvorm hier in te vul of bel my eenvoudig by +49 89 89 674 804 (München) . My e-posadres is: wolfenstein ∂ xpert.digital
Ek sien uit na ons gesamentlike projek.
